專題16物質結構與性質【核心考點梳理】考點一、有關基態原子的核外電子排布1.四種表示方法表示方法舉例電子排布式Cr：1s22s22p63s23p63d54s1簡化表示式Cu：[Ar]3d104s1價電子排布式Fe：3d64s2電子排布圖S：2.排布三原則能量最低原理原子核外電子總是先占有能量最低的原子軌道泡利原理每個原子軌道上最多只能容納2個自旋方向相反的電子洪特規則當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態原子中的電子總是優先單獨占據一個軌道，而且自旋方向相同3.有關第一電離能和電負性的兩種遞變性同周期（從左到右）同主族（從上到下）第一電離能增大（注意ⅡA、ⅤA的特殊性）依次減小電負性依次增大依次減小考點二、根據價層電子對互斥模型判斷分子的空間構型1.價層電子對互斥模型說的是價層電子對的空間構型，而分子的空間構型指的是成鍵電子對的空間構型，不包括孤電子對。=1\*GB3①當中心原子無孤電子對時，兩者的構型一致。=2\*GB3②當中心原子有孤電子對時，兩者的構型不一致。電子對數成鍵數孤電子對數價層電子對立體構型分子立體構型實例220直線形直線形CO2330三角形三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O2.運用價層電子對互斥模型可預測分子或離子的立體結構，但要注意判斷其價層電子對數，對ABm型分子或離子，其價層電子對數的判斷方法為：×（中心原子的價電子數+每個配位原子提供的價電子數×m電荷數）考點三、雜化軌道模型的判斷（1）看中心原子形成的價鍵類型一個三鍵sp雜化一個雙鍵sp2雜化全部是單鍵sp3雜化（2）價電子對法價層電子對數雜化類型2sp雜化3sp2雜化4sp3雜化考點四、“兩角度”比較晶體熔、沸點的高低1.不同類型晶體熔、沸點的比較（1）不同類型晶體的熔、沸點高低一般規律：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。（2）金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔、沸點很高，汞、銫等熔、沸點很低。2.同種類型晶體熔、沸點的比較（1）原子晶體eq\x(原子半徑越小)→eq\x(鍵長越短)→eq\x(鍵能越大)→eq\x(熔、沸點越高)如熔點：金剛石＞碳化硅＞硅。（2）離子晶體①一般地說，陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，則離子間的作用力越強，其晶體的熔、沸點越高，如熔點：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl。②衡量離子晶體穩定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的離子晶體越穩定，熔點越高，硬度越大。（3）分子晶體①分子間作用力越大，物質的熔、沸點越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。②組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，熔、沸點越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。③組成和結構不相似的分子晶體（相對分子質量接近），其分子的極性越大，熔、沸點越高，如CH3OH＞CH3CH3。④同分異構體，支鏈越多，熔、沸點越低。如：CH3CH2CH2CH2CH3>（4）金屬晶體金屬離子半徑越小，離子電荷數越多，其金屬鍵越強，金屬晶體的熔、沸點越高，如熔、沸點：Na＜Mg＜Al。【點對點真題回顧】1.（2023·江蘇卷）氫元素及其化合物在自然界廣泛存在且具有重要應用。、、是氫元素的3種核素，基態H原子的核外電子排布，使得H既可以形成又可以形成，還能形成、、、、等重要化合物；水煤氣法、電解水、光催化分解水都能獲得，如水煤氣法制氫反應中，與足量反應生成和吸收131.3kJ的熱量。在金屬冶煉、新能源開發、碳中和等方面具有重要應用，如在催化劑作用下與反應可得到。我國科學家在氫氣的制備和應用等方面都取得了重大成果。下列說法正確的是A.、、都屬于氫元素B.和的中心原子軌道雜化類型均為C.分子中的化學鍵均為極性共價鍵D.晶體中存在Ca與之間的強烈相互作用【答案】A【解析】【詳解】A．、、都屬于氫元素，三者互為同位素，統稱為氫元素，A正確；B．和的中心原子軌道雜化類型均為，B錯誤；C．分子中的化學鍵既存在OH極性共價鍵，也存在OO非極性共價鍵，C錯誤；D．晶體中存在Ca2+與之間的離子鍵，為強烈相互作用，D錯誤。故選A。2.（2022·江蘇卷）下列說法正確是A.金剛石與石墨烯中的夾角都為B.、都是由極性鍵構成的非極性分子C.鍺原子()基態核外電子排布式為D.ⅣA族元素單質的晶體類型相同【答案】B【解析】A．金剛石中的碳原子為正四面體結構，夾角為109°28′，故A錯誤；B．的化學鍵為SiH，為極性鍵，為正四面體，正負電荷中心重合，為非極性分子；的化學鍵為SiCl，為極性鍵，為正四面體，正負電荷中心重合，為非極性分子，故B正確；C．鍺原子()基態核外電子排布式為[Ar]3d10，故C錯誤；D．ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨為混合晶體，而硅形成的晶體硅為原子晶體，故D錯誤；故選B。3.（2022·江蘇卷）（2）具有良好半導體性能。的一種晶體與晶體的結構相似，該晶體的一個晶胞中的數目為_______，在晶體中，每個S原子與三個緊鄰，且間距相等，如圖給出了晶胞中的和位于晶胞體心的(中的鍵位于晶胞體對角線上，晶胞中的其他已省略)。如圖中用“”將其中一個S原子與緊鄰的連接起來_______。【答案】（2）①.4②.【解析】【小問2詳解】因為的晶體與晶體的結構相似，由NaCl晶體結構可知，一個晶胞含有4個和4個Cl，則該晶體的一個晶胞中的數目也為4；晶體中，每個S原子與三個緊鄰，且間距相等，根據晶胞中的和的位置(中的鍵位于晶胞體對角線上)可知，每個S原子與鍵所在體對角線上距離最近的頂點相鄰的三個面的三個面心位置的緊鄰且間距相等，其中一個S原子與緊鄰的連接圖如下：；故答案為：4；。4.（2021江蘇卷）下列有關NH3、NH、NO的說法正確的是A.NH3能形成分子間氫鍵B.NO的空間構型為三角錐形C.NH3與NH中的鍵角相等D.NH3與Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6個配位鍵【答案】A【解析】A．NH3能形成分子間氫鍵，氨分子是一個極性分子，氮原子帶有部分負電荷,氫原子帶有部分正電荷，當氨分子互相靠近時，由于取向力的作用，帶有部分正電荷的氫原子與另外一個氨分子中的帶有部分負電荷的氮原子發生異性電荷的吸引進一步靠攏，A正確；B．硝酸根離子的空間構型是個標準的正三角形，N在中間，O位于三角形頂點，N和O都是sp2雜化，B錯誤；C．NH3和NH都是sp3雜化，但NH3中存在一個孤電子對，是三角錐結構，而NH為標準的正四面體，所以鍵角是不一樣的，NH3中每兩個N—H鍵之間夾角為107°18＇,正四面體為109°28＇，C錯誤；D．NH為σ鍵，配位鍵也為σ鍵，則[Ag(NH3)2]+中含有8個σ鍵，2個配位鍵，D錯誤；答案選A。【點對點模擬仿真】1．（2023·江蘇·高三統考專題練習）在酸性或者接近中性的條件下，易發生歧化反應，將通入溶液中，其反應為。下列有關說法錯誤的是A．的空間結構為平面三角形B．中心原子的雜化方式是C．基態鉀原子的價電子排布式：D．基態的價電子軌道表示式：

【答案】B【解析】A．中C原子的價層電子對數為3＋=3，不含孤電子對，為平面三角形，A正確；B．CO2分子中C原子的價層電子對數為2＋=2，不含孤電子對，所以是直線形結構，C原子采用sp雜化，B錯誤；C．鉀為19號元素，基態鉀原子的價電子排布式：，C正確；D．基態Mn原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d54s2，基態是錳原子失去2個電子后相形成的離子，價電子軌道表示式：，D正確；故選B。2．（2023·江蘇·高三統考專題練習）利用反應可去除。下列說法正確的是A．的分子中鍵和鍵數目比為B．的電子式為

C．中的化學鍵包括離子鍵和氫鍵D．基態的價電子排布式：【答案】A【解析】A．的結構如圖，分子中鍵和鍵數目比為，A正確；B．N2H4的電子式為，B錯誤；C．NH4Cl中包含極性共價鍵與離子鍵，不含氫鍵，C錯誤；D．N的價電子排布式為2s22p3，D錯誤；故選A。3．（2023秋·江蘇揚州·高三江蘇省高郵中學校聯考期末）是重要的化工原料，可用于某些配合物的制備，如溶于氨水形成。液氨可以微弱的電離產生和，中的一個H原子若被取代可形成(聯氨)，若被取代可形成(羥胺)。經過轉化可形成、、、(無色)等。與反應有氣體生成，同時放出大量熱。下列說法正確的是A．第一電離能： B．的鍵角比大C．難溶于水 D．中鍵的數目為【答案】B【解析】A．N的價層電子排布式為2s22p3，為穩定結構，其第一電離能較大，A錯誤；B．中N原子價層電子對個數=，且含有2個孤電子對，NH3中N原子價層電子對個數，且含有1個孤電子對，孤電子對之間的排斥力大于孤電子對和成鍵電子對之間的排斥力，所以NH3的鍵角比中的大，B正確；C．能和水形成分子間氫鍵，所以易溶于水，C錯誤；D．已知[Ni(NH3)6]2+中每個NH3與Ni2+形成一個配位鍵，NH3分子中含有3個NH鍵，這些鍵均為σ鍵，則1mol[Ni(NH3)6]2+中σ鍵的數目為3mol×6+6mol=24mol，D錯誤；故選B。4．（2023·江蘇淮安·淮陰中學校考模擬預測）周期表中ⅢA族單質及其化合物應用廣泛。極易水解生成(在水中完全電離為和)和硼酸()，硼酸是一元弱酸，能溶于水。硼酸和甲醇在濃硫酸存在下生成揮發性的硼酸甲酯[]，硼酸甲酯主要用作熱穩定劑、木材防腐劑等。高溫下和焦炭在氯氣的氛圍中獲得。GaN的結構與晶體硅類似，是第三代半導體研究的熱點。鉈(Tl)位于元素周期表中第6周期，于1861年發現。下列說法正確的是A．硼酸電離方程式：B．分子間能形成氫鍵C．Tl原子基態外圍電子排布式為D．GaN屬于分子晶體【答案】A【解析】A．硼酸為一元弱酸，A正確；B．硼酸甲酯分子不含OH等結構，分子間間形不成氫鍵，B錯誤；C．Tl原子基態外圍電子排布式為，C錯誤；D．氮化鎵的結構與晶體硅類似，屬于共價晶體，D錯誤；故選A。5．（2023·江蘇·高三統考專題練習）鹵族元素單質及其化合物應用廣泛。具有與鹵素單質相似的化學性質。在常溫下能與Cu反應生成致密的氟化物薄膜，還能與熔融的反應生成硫酰氟()。與濃硫酸反應可制得HF，常溫下，測得氟化氫的相對分子質量約為40.通入酸性溶液中可制得黃綠色氣體，該氣體常用作自來水消毒劑。工業用制備的熱化學方程式為。下列說法不正確的是A．是由極性鍵構成的極性分子B．、中心原子的雜化方式均為C．常溫下，氟化氫可能以分子的形式存在D．與熔融反應時一定有氧元素化合價升高【答案】A【解析】A．(CN)2分子內碳原子有1個碳碳單鍵、1個碳氮三鍵，則C原子為sp雜化，直線形，正負電荷中心重疊，是由極性鍵、非極性鍵構成的非極性分子，A錯誤；B．中心原子的孤電子對為，價層電子對個數=1+3=4，所以中心原子為雜化，硫酸根離子中心原子的孤電子對為，價層電子對個數=4+0=4，所以中心原子為雜化，B正確；C．常溫下，氟化氫分子間存在氫鍵、存在締合分子，且常溫下測得氟化氫的相對分子質量約為40，故可能以(HF)2子的形式存在，C正確；D．與熔融反應生成硫酰氟()，氟化合價降低，鈉和S已是最高價態，則反應時一定有氧元素化合價升高，D正確；答案選A。6．（2023春·江蘇揚州·高三統考開學考試）氧、硫、鐵可形成多種用途廣泛的物質。具有較強的氧化性。亞硫酰氯遇水發生水解反應生成與。可用作鋰離子電池的電極材料，電池工作時有嵌入其中生成。可用于生產，其一種晶胞結構如圖1所示。工業上可電解與混合溶液制備過二硫酸銨，其結構如圖2所示。酸與堿反應時放熱，中和熱為。下列說法正確的是A．中硫原子帶正電，氯原子帶負電B．中硫原子的軌道雜化類型是C．該晶胞中含的數目為14D．該晶體中每個周圍距離最近且相等的數目為8【答案】A【解析】A．電負性：O>Cl>S，故在SOCl2中硫原子帶正電，氯原子帶負電，A正確；B．的中心原子S的價層電子對數目，故S的雜化方式為，B錯誤；C．FeS2的晶胞中Fe2+位于體心和棱心，位于頂點和面心，故晶胞中的數目，C錯誤；D．體心Fe2+為例，與其等距離且最近的位于6個面的面心，故數目為6，D錯誤；故選A。7．（2023春·江蘇揚州·高三統考開學考試）氧、硫、鐵可形成多種用途廣泛的物質。具有較強的氧化性。亞硫酰氯遇水發生水解反應生成與。可用作鋰離子電池的電極材料，電池工作時有嵌入其中生成。可用于生產，其一種晶胞結構如圖1所示。工業上可電解與混合溶液制備過二硫酸銨，其結構如圖2所示。酸與堿反應時放熱，中和熱為。對下列物質性質的解釋不合理的是A．的熱穩定性強于，分子間存在氫鍵B．易液化，是極性分子，分子間作用力較大C．具有較強的氧化性，中含過氧鍵()D．晶體中可嵌入形成，可轉化為【答案】A【解析】A．H2O的熱穩定性大于H2S，是因為水分子中HO的鍵能大于H2S中HS的鍵能，鍵能越大，分子越穩定，分子的穩定性與氫鍵無關，A錯誤；B．是極性分子，相對分子質量也較大，分子間作用力大，因此沸點高，即易液化，B正確；C．由圖2可知中含過氧鍵()，因此具有較強的氧化性，C正確；D．晶體中可嵌入形成，根據化合價代數和為0，可轉化為，D正確；故選A。8．（2023·江蘇鹽城·鹽城中學校考二模）已知：2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)，下列說法正確的是A．該反應的平衡常數可表達為B．該反應一定能自發進行C．降溫有利于提高的平衡轉化率D．NaCl晶胞(如圖所示)中每個周圍與其距離最近的有6個【答案】C【解析】A．該反應的平衡常數可表達為，故Ａ錯誤；B．由題干信息可知，該反應的，，當時，反應能自發進行，故該反應在低溫條件下易自發進行，故Ｂ錯誤；C．該反應為放熱反應，降溫平衡正向移動，有利于提高的平衡轉化率，故Ｃ正確；D．NaCl晶胞(如圖所示)中每個周圍與其距離最近的有12個，故D錯誤。答案為：C。9．（2023·江蘇揚州·統考三模）二氧化錳是電池工業的一種非常重要的原料(1)電解含納米顆粒的酸性溶液可以制備摻鋁二氧化錳。懸浮納米顆粒會在電場作用下向電極移動，與生成的共沉淀。①寫出生成的電極反應式。②電解液中納米顆粒表面所帶電荷的電性為。(2)溶液(含、等雜質)經除鐵、沉錳得固體，煅燒可得到較純。①除鐵時加入軟錳礦(主要成分是)能除鐵，原因是。②已知沉淀是一種白色膠狀固體，在空氣中受熱也可轉化為。沉錳時將轉化為而不轉化為的原因是。③如圖是的一種晶型的晶胞，該晶胞中所圍成的空間構型是。(3)測定軟錳礦中含量的方法如下：步驟一：稱取0.1500g軟錳礦樣品于碘量瓶中，加適量硫酸及足量碘化鉀溶液充分反應。步驟二：待反應完全后加入少量淀粉溶液，用溶液滴定至終點，消耗溶液22.00mL。計算軟錳礦中的質量分數，寫出計算過程。已知：(未配平)【答案】(1)負電荷(2)將氧化成，消耗使溶液pH增大，形成沉淀除去沉淀的過濾速率較慢；沉淀易吸附雜質離子)，所制得的純度較低八面體(3)63.80%【解析】（1）酸性溶液被氧化為二氧化錳，可得電極反應式為。二氧化錳在陽極產生，電解池中陰離子移向陽極，懸浮納米顆粒會在電場作用下向電極移動，與生成的共沉淀，故電解液中納米顆粒表面所帶電荷的電性為負電荷。（2）除鐵時加入軟錳礦將Fe2+氧化成Fe3+，消耗H+使溶液pH增大，形成Fe(OH)3沉淀除去；沉淀是一種白色膠狀固體，沉錳時將轉化為會導致沉淀的過濾速率較慢；沉淀易吸附雜質離子)，所制得的純度較低。晶胞中灰球為Mn，白球為，每個Mn的配位數為6，故該晶胞中所圍成的空間構型是八面體。（3）易知二氧化錳與KI的反應為，且與I2的反應為，由關系式可知，故軟錳礦中的質量分數為。10．（2023·江蘇連云港·連云港高中校考模擬預測）研究的資源綜合利用，對實現“碳達峰”和“碳中和”有重要意義。(1)電催化轉化合成氣。①電催化(納米Au顆粒)還原的機理如圖所示：該過程中，碳元素化合價沒有發生改變的步驟為(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。催化劑選用(是指含有55個原子的Au納米顆粒)的理由是。②電催化時還可以使用一種無機固體電解質作催化劑，其由正離子、和負離子組成，該物質50.7℃以上形成無序結構(高溫相)，50.7℃以下變為有序結構(低溫相)，二者晶體晶胞結構如圖所示。說明：圖中，〇球為負離子；高溫相中的●深色球為正離子或空位；低溫相中的球為離子，●球為離子。ⅰ．這種無機固體電解質的化學式為。ⅱ．“高溫相”具有良好的離子導電性，其主要原因是。(2)銅基催化劑Cu—M(M為ZnO、ZnO/、ZnO/等)是加氫制甲醇常用的催化劑，部分合成路線如圖所示。其中催化劑上有兩個活動點位(位點、氧化物載體位點)，分別在中堿位()、強堿位()吸附發生反應。①請寫出中堿位()上發生反應的總化學方程式。②上述加氫制甲醇的過程可描述為。(3)氧化制水煤氣。相關的主要化學反應有：反應Ⅰ:

反應Ⅱ:

反應Ⅲ:

下，將的混合氣體置于密閉容器中，加入催化劑在不同溫度下反應，平衡時各組分的物質的量分數如圖所示。①450~750℃時，平衡體系中物質的量分數比略大的原因是。②反應中積碳是反應催化劑失活的主要原因。對附著積碳的催化劑a和催化劑b在空氣中加熱以除去積碳(該過程催化劑不發生反應)，固